本文關(guān)鍵詞：電動自走式落地紅棗清掃撿拾機的設(shè)計與試驗研究　出處：《塔里木大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：新疆是我國優(yōu)質(zhì)紅棗種植的生產(chǎn)區(qū),為提高產(chǎn)能,紅棗種植普遍采用矮化密植種植模式。在紅棗收獲前,按照農(nóng)藝要求,為了更好地提高紅棗品質(zhì),人為地推遲紅棗的收獲時間,使棗園中大部分紅棗在棗樹枝上繼續(xù)掛果,完成自然干燥的過程。然而,此種方式也導(dǎo)致了在收獲前,大約有三分之一以上的紅棗掉落在棗園地面上,形成了落地紅棗,使紅棗的收獲難以實現(xiàn)機械化作業(yè),紅棗采收主要依靠人工撿拾來完成,實現(xiàn)紅棗的機械化采收成為當(dāng)前較大的技術(shù)難題。為解決新疆矮化密植棗園的紅棗收獲難題,設(shè)計和研制出一種與消防風(fēng)機配套使用的自走式紅棗撿拾機。對紅棗收獲機的關(guān)鍵工作部件進行設(shè)計、理論分析和有限元仿真優(yōu)化,并對試制樣機進行紅棗收獲試驗,驗證樣機收獲的可行性。本文完成的研究工作具體如下:(1)對完熟期的駿棗和灰棗(新疆普遍種植的兩種紅棗品種)進行物理特性參數(shù)測定,測定結(jié)果表明:駿棗和灰棗的力學(xué)性能具有各向異性;駿棗豎直和水平壓縮破裂時的最小應(yīng)變能分別為164.384mJ、368.126mJ,灰棗豎直和水平壓縮破裂時的最小應(yīng)變能分別為118.431mJ、230.858mJ;駿棗豎直和水平方向的彈性模量分別為0.30MPa和0.33MPa,灰棗豎直和水平方向的彈性模量分別為0.17MPa和0.29MPa;駿棗的密度和整果平均硬度分別為727.59kg/m3和12.26kgf/cm2,灰棗的密度和整果平均硬度分別為851.24kg/m3和13.89 kgf/cm2。(2)結(jié)合棗園調(diào)研情況和棗農(nóng)對機械化收獲紅棗的農(nóng)藝要求,確定了自走式紅棗撿拾機的工作原理、設(shè)計方案和具體的設(shè)計參數(shù)指標(biāo)。并對該機具的關(guān)鍵工作部件清掃裝置、仿形鏟棗裝置、二級輸送裝置、去雜裝置、液壓裝置、電氣控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)進行設(shè)計和相應(yīng)的理論分析。(3)通過有限元分析軟件進行有限元結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析,得出V型布置的清掃輥刷支撐架的總變形、等效應(yīng)力和等效應(yīng)變分布云圖,其最大變形數(shù)值較大并且最大等效應(yīng)力超出了材料允許范圍之內(nèi)。變形較大對清掃作業(yè)影響較顯著,設(shè)計存在不合理之處。對V型布置的清掃輥刷支撐架進行設(shè)計優(yōu)化,優(yōu)化后的V型布置的清掃輥刷支撐架經(jīng)有限元結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析,各項指標(biāo)均達到了設(shè)計要求,并且對設(shè)計優(yōu)化后的支撐架進行有限元結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析,通過模態(tài)分析計算出支撐架前6階固有頻率,該頻率與柴油機和清掃輥刷運轉(zhuǎn)的激振頻率有顯著差異,支撐架在運轉(zhuǎn)過程中不存在共振現(xiàn)象,優(yōu)化后的支撐架各項指標(biāo)均滿足設(shè)計要求,設(shè)計優(yōu)化合理。(4)通過單因素試驗確定V型清掃輥刷轉(zhuǎn)速、機具前進速度和V型布置清掃輥刷張角與紅棗收獲機收獲效率、拾凈率和損傷率之間的關(guān)系,再對樣機進行正交試驗,確定機具的最優(yōu)參數(shù)組合為V型清掃輥刷轉(zhuǎn)速為140r/min、機具前進速度為0.4m/s、V型清掃輥刷的張角為90°。最后,再以上述工作參數(shù)進行棗園收獲試驗,此時機具的平均紅棗收獲效率為413kg/h、紅棗拾凈率為93.6%、紅棗損傷率為2.1%,各項指標(biāo)均達到了設(shè)計要求。
【學(xué)位授予單位】：塔里木大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S225.93

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